关于三体问题的一些演示和图

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 10:05

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本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-20 00:30 编辑

很头晕，论坛的空间无法上传任何东西，这样图片也好，flash也好，都无法通过空间传过来了。公式什么的，还是等数学好的各位来补充，我这里主要提供一些图形化的东西。
大家可以使用浏览器或者flash播放器来播放这个附件。我搞不定直接播放的方式。大家说一下怎么用？反正从中确实可以看到混沌的轨道。

为了方便大家下载有关内容，我在论坛的FTP中上传了有关内容，除了无需MFB的图片外，还包括一个专业的PDF。其他同好有好内容的，可以联系我，一并上传到论坛FTP上。
ftp://ftp.tianwen.info/三体问题，账号请看置顶帖。

copi · 发表于 2010-5-19 10:48

拿钱看片

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 11:54

本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-19 21:15 编辑

论坛这两天不知道怎么回事，很不稳定。我们先来看看这个怎么初始化条件吧。非常容易，左边的框可以手动输入数据，也可以拖动滑块来改变，从0.001~2倍太阳质量，右边的指定为1。右边的只能通过拖动鼠标来改变数据值，从0.2~0.6之间改变。好了，我们先来模拟一下南门二的情况。情况1是围绕B星的。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 11:59

这是模拟结果1 ，我实际上运行的是1个行星。大家可以看出，轨道不是一般的混沌，显然处于很不稳定状态。这样的系统，别说生命了，行星不撞到恒星上去就不错了。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 12:00

再来看看围绕A星的情况怎么样？结果是：如出一辙。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 12:01

这是另一个模拟结果

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 12:06

这是2个行星的模拟，当然初始条件显然不是很合理。

JoshuaShaw · 发表于 2010-5-19 12:24

如果行星初始的能量小一此围绕其中一个sun的轨道低一下，圆一些，是不是相对而言会稳定一些？
没办法进行FLASH实验，行星初试条件，能改变的有限。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 13:01

我等会儿会给出另一个下载。这是3个行星、4个行星的图，但我认为flash的模拟只能适合1~2个行星，不能适合更多行星。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 13:02

我看了这些演示，觉得它们更像是电子在围绕原子核的运动，大家说是不是？

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 13:17

这里提供另一个小文件，它可以模拟的东西更多，不过设定的flash太小了些，所以图就不大了。原文件来自下面这个链接（水木科幻版），我已经删除了.7z文件中的bak内容：

http://www.newsmth.net/bbstcon.php?board=SF&gid=162100

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:05

看一下我测试的一个结果，其实要在刘慈欣《三体》问题中有解，也不是太难。关键在于：
1、三颗恒星必须是巢状双星（相对密近的双星）+单星模式
2、行星在围绕单星比较近的轨道上运行

而那种混沌的三恒星系统，不但行星很可能被吞没或甩飞，三颗恒星本身也是不稳定系统，不能长久稳定的。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:12

这是另一个图，模拟的就是三颗恒星间的相互作用

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:20

现在，我们要去看一些三体问题的实例。从宇宙中已经存在的情况看，双星是极为普遍的；三合星也很多，但它们都是以一对双星+相对遥远的单星系统构成，像下面这个图中的形式，理论上可存在，但实际上经不起微小的扰动，所以是不能长期稳定的。

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gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:24

本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-19 14:31 编辑

四合星的例子，最近也最著名的就是猎户座大星云M42核心的四合星了，其实其中最大的一颗是双星。这个系统还很年轻，能否稳定貌似还没看到相关的研究，一般认为这类系统不能维持很长时间。

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gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:24

本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-19 14:27 编辑

而像此图中的四合星，是两对双星组成的，就能长期维持下去。图中的恒星都是红矮星、棕矮星甚至是大些类木行星，估计能维持上千亿年。

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gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:24

本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-19 14:36 编辑

更多的聚星系统，其实都是以单星、双星为单位的系统。这些系统组合成的大系统，随着恒星数量的增加，越来越稳定——这就是我们常说的疏散星团、球状星团，一直到我们银河系这样的巨大星系。

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gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:56

现在我们收回目光，来看看太阳系中、我们身边的三体问题。很显然，这样的系统也是有稳定解的。当然这需要一些特别的设定条件：三个物体的质量有巨大的区别，我们只需考虑单向的引力关系。比如阿波罗登月中的飞船与地球、月球间的关系，又比如小行星与太阳、木星的关系。
这类问题显然比一开始的三体问题现实得多，也是我们有极大应用价值的。当然这方面前人已经彻底研究过了，其中的一个关键点就是：拉格朗日点。详细的推导，大家可以参考FTP中的rar文件，当然需要足够的数学知识啦！

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 14:58

这些点，正是我们需要的。比如太阳观测卫星，基本都在L1点附近，以后要发射的詹姆斯.韦伯空间望远镜，将位于L2点，而斯皮策太空望远镜，在L4点附近。

gohomeman1 · 发表于 2010-5-19 15:02

这张图表示JWST望远镜的太空定位。

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